韩建设,张 劲
近些年来,国内钽铌冶炼企业生产所用的矿80%以上是从国外进口,主要使用的矿有:东南亚钛钽铌矿,马来西亚锡渣,澳大利亚钽矿,尼日利亚铌铁矿,巴西铌钽铁合金(人造铌钽富集物),非洲中部钽铌矿,以及回收的废钽资源等,矿石的成分见表1.
目前,我国钽铌行业湿法冶金的分解工艺只有一种,即氢氟酸、硫酸分解工艺。提取工艺有两种,一是宁夏905厂使用的
萃取体系,二是其他厂家使用的
主要工艺流程见图1。我国钽铌冶炼企业所使用的钽铌资源(见表1 ),大致可分为四类:钽铌精矿,钛钽铌矿,锡渣,铌钽铁合金以及回收的钽铌资源.
萃取体系,其
在一般意义上说,钽铌精矿是指钽铌氧化物含量在45%以上,经过专门精选过的矿粉。我国三大钽铌矿生产的精矿就是如此,质量很好,不需要破碎就可以直接进球磨。尼日利亚铌铁矿和澳大利亚钽铌矿也不错,颗粒均匀,
成分稳定。产于东南亚的钛钽铌矿,颗粒小而均匀,流动性很好。从非洲中部进来的钽铌矿,有很多是块状的,必须经过破碎才能进球磨,破碎粒径应小于3mm 。有些进口的含钽锡渣也需要破碎。
钛钽铌矿球磨难度最大,动力消耗也高。原因是该矿种属金红石类矿物、四方晶系,其密度较大,硬度为6.0~6.5。该矿种在酸分解时反应速度慢,放热很少,而加热保温时间很长。含钽锡渣相比之下比较好磨。这种原料在投料酸分解时反应激烈,大量放热,容易冒槽,同时产生很多沉淀物。有些厂家为锡渣原料专门设计了大容积的分解槽,设有保温层,充分利用分解反应热及加硫酸调酸的稀释热来保温,达到分解的理想效果。既节能又省事。铌钽铁合金以及金属相的钽铌回收料等,在分解前一般不需要球磨,最好是破碎后的粒径应小于2mm。这类原料在分解过程中反应激烈,大量放热并放出氢气,操作过程中氢气易发生爆炸,非常危险。因此,通风系统十分重要,加料操作极为关键,特别要注意生产安全。有些回收的钽料中,往往夹杂有钾盐等杂质,在分解过程中会形成
,影响钽的分解率,在工艺上通过加石英粉的方法完全可以解决这一问题。
1提高钛钽铌矿的分解率,关键在于球磨。但是,我们认为氯化法处理此类矿种,综合效益优于目前的氢氟酸分解法,可直接回收50%左右的氧化钛。可以借鉴钛工业的氯化法工艺及设备,来研究适合钛钽铌矿生产的氯化法工艺和设备。
2对于仲辛醇矿浆萃取体系,在工艺上也可继续加以改进,如在有机相中加煤油能降低有机相粘度,可减少有机相损失。
钽铌湿法冶炼的“三废\"综合治理工艺探讨
韩建设,赵明智,王才明,张 劲,周 勇
酸性废水的综合回收治理
可根据不同矿源所产生的矿萃残液,分别回收氟钛酸钾和氟硅酸钠,若含有钨,还可回收粗钨酸,残余的盐酸还可以回收氯化钙。酸洗残液中的杂质较少,供生产系统平衡使用的多余部分,可以低价售给(或送给)钢铁、电镀等企业作酸洗剂,减少既无害化处理成本。 含氨碱性废水的综合回收治理
钽沉淀母液的产生量一般比较少,从中回收氟化氢铵较为简单,只需浓缩母液即可获得较纯的产品,其主要成本就是浓缩的能源。但是,原母液的浓度往往比较低,因此,提高原母液浓度是降低成本的关键。在有条件的地方,浓度为3~4mol/L的水溶液也可直接作氟化稀土的沉淀剂。氟化氢铵产品作为稀土的氟化剂,机械行业的化学抛光剂,以及铝材加工表面处理剂等得到广泛应用,市场需求较大。
铌沉淀母液的浓度较高,产生量也较大,但其浓缩结晶产物是氟化氢铵和硫酸铵的混合物,还需采用高温(~
290℃)升华一氨水吸收工艺将两者进行分离,其中设备的选择很为重要。
结晶母液是酸性溶液,其中含有钽铌,采用氨中和是为了使钽铌沉淀而回收;中和结晶母液的浓度比较低,其中含有钾离子和氯离子,因此处理比较困难。
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